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(多图) 优化PCB布局提升转换器性能

Dean Wang?? Diodes公司应用工程师?? 2013年04月23日 ?? 收藏2
对于开关模式转换器而言,出色的印制电路板(PCB)布局对获得最佳系统性能至关重要。若PCB设计不当,则可能造成以下后果:对控制电路产生太多噪声而影响系统的稳定性;在PCB迹线上产生过多损耗而影响系统效率;造成过多的电磁干扰而影响系统的兼容性。

ZXLD1370是一款多拓扑开关模式LED驱动控制器,每个不同的拓扑结构中都嵌有外部开关器件。该LED驱动器适用于降压、升压或降压-升压模式。

本文将以ZXLD1370器件为例,讨论PCB设计的考虑因素并提供相关建议。

考虑迹线宽度

对于开关模式的电源电路,主开关和相关功率器件载有大电流。用于连接这些器件的迹线具有与其厚度、宽度和长度相关的电阻。电流流经迹线时产生的热量不仅会降低效率,而且会使迹线的温度上升。为了限制温升,确保迹线宽度足以应对额定开关电流非常重要。

以下方程显示了温升与迹线横截面积之间的关系。

优化PCB布局提升转换器性能

对于用表贴器件设计的开关模式功率转换器应用而言,PCB上的铜面亦可用作功率器件的散热器。因传导电流引起的迹线温升应被降到最低。建议把迹线温升限制在5oC以下。

优化PCB布局提升转换器性能

考虑迹线布局

必须合理设计迹线布局,才能达到ZXLD1370 LED驱动器的最佳性能。以下指引可以让基于ZXLD1370的应用设计无论是在降压模式还是升压模式下都能获得最大性能。

降压模式

图1显示了ZXLD1370在降压模式下工作的典型原理图。主要开关回路由Q1、D1、L1及输入去耦电容C3、由LED形成的负载、输出滤波电容C5和检测电阻组成。

优化PCB布局提升转换器性能

C2是ZXLD1370的去耦电容电源轨。要保障ZXLD1370的稳定工作,C3应以最短的PCB迹线长度,直接与ZXLD1370的VIN和GND脚相连。

为说明开启和关闭阶段的电流方向,图2对原理图进行重新绘制,将开关电路放在了原理图的右边。

优化PCB布局提升转换器性能

在开启阶段(Q1开启),关闭阶段遗留的电感电流将流过主开关Q1。开关电流路径的突变将使导线(在图中以紫色突出显示,即Q1漏极和D1阴极之间的导线、Q1源极和C3之间的导线以及D1和C3之间的导线)内产生较大的电流变化(di/dt)。

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ZXLD1370? LED驱动器? 转换器?

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